高盐诱导蠕虫状胶束的泡沫稳定机制

泡沫在常规与非常规油气开发、CO₂埋存上的应用效果与其稳定性密切相关。以挖掘高盐储层自身潜力为目标,利用盐诱导油酸酰胺丙基甜菜碱(ODAB)构建高稳泡沫,并结合ODAB的表面性质、体相性质以及液膜薄化行为探究主导其稳定性的关键机制。研究结果表明,在低ODAB浓度下(质量分数为0.02%~0.05%),泡沫稳定性由表面扩张黏弹性控制,高盐可降低体相与表面间的分子扩散交换速度,令表面扩张黏弹性增强,泡沫稳定性提高。随着ODAB浓度增加,虽表面扩张黏弹性降低,但高盐可诱导蠕虫状胶束形成、生长并逐渐紧密纠缠,从而促使体相黏弹性增强,液膜薄化特征转变、速度下降。在高ODAB浓度下(质量分数为0.05%~1.00%),体相黏弹性对盐度、ODAB浓度变化的响应与泡沫稳定性完全一致,是ODAB泡沫稳定性改善的决定性因素。     

阴、阳离子表面活性剂构筑蠕虫状胶束体系性能研究

在三次采油技术中,聚合物-表面活性剂二元复合驱技术被广泛应用.蠕虫状胶束是表面活性剂分子形成的特殊形态胶束,其兼有增黏性能和界面活性,形成的黏弹性体系被称为黏弹性表面活性剂.本文使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)复配构筑蠕虫状胶束体系VES?1,在矿化度为20000 mg/L、温度为35℃时...     

阴离子蠕虫状胶束的研究进展及油田应用

目前构建蠕虫状胶束主要是使用黏弹性阳离子表面活性剂,而对阴离子蠕虫状胶束的研究和利用还较少。针对这一问题,本文首先介绍了表面活性剂构建蠕虫状胶束的分子几何学特征参数理论;以此为基础,详细阐述了使用无机类反离子和有机类反离子诱导阴离子表面活性剂形成蠕虫状胶束的机理和方法;介绍了黏弹性阴离子蠕虫状胶束溶液在油田开发中的应用;最后指出阴离子表面活性剂构建蠕虫状胶束的发展方向。     

海上高含水油田蠕虫状胶束驱油技术研究与应用

目的 针对常规化学驱体系,聚合物耐剪切性能不佳,地层深部黏度保留率受影响的问题,进行蠕虫状胶束驱油技术研究。方法 利用甜菜碱表面活性剂单体(PSM)、N,N-二甲基丙二胺等原料,采用酰胺化和季铵化两步反应的合成方式,减压条件下少量多次旋干,合成了具有黏弹性和界面活性的驱油用蠕虫状胶束表面活性剂,考查了蠕虫状胶束的分子结构、流变特性、微观结构、抗剪切性能、耐盐性能、界面张力和驱油特性。结果 通过核磁谱获得的结构与目标产物一致。蠕虫状胶束在渤海模拟盐水中具有较好的增黏性(质量分数为0.30%～0.50%时,表观黏度10～50 mPa·s, 7.34 s^-1)、耐盐性(<100 000 mg/L)及降低油水界面张力的能力(10^-2 mN/m)。岩心驱替实验结果表明,蠕虫状胶束比常规聚合物具有更强的驱油能力,采收率增加11.7%。现场单井组试验增油2 700 m³。结论 蠕虫状胶束驱油技术在海上高含水油藏中,可作为一种高效驱油剂有效发挥增油降水作用。     

纳米ZnO对CTAC蠕虫状胶束流变性能的影响

纳米材料独特的表面性质可以使材料改性,从而生产出性能优越、满足不同需要的油田化学添加剂。以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为主要原料,研究了纳米ZnO通过拟交联作用,对CTAC蠕虫状胶束黏度、耐温和降滤失性能的影响,分析了其作用机理。研究结果表明,水杨酸钠与CTAC的物质的量比为1.25:1时,体系形成最大长度的蠕虫状胶束,黏度达到最大;纳米ZnO能够改善CTAC黏弹性胶束溶液的黏度、热稳定性和剪切稳定性,尤其在中低温增黏效果显著,90℃高温时仍有增黏作用,改性体系黏度可以保持在60 mPa·s;优化得出纳米ZnO的质量分数为0.2%时对体系增黏效果最好;具有极高比表面积的纳米ZnO很容易吸附在胶束表面,屏蔽了胶束之间的静电排斥作用,使CTAC胶束形成一种更加稳定的三维网状结构;改性体系符合Maxwell流体模型,是具有单一松弛时间的线性黏弹性流体。      

可重复利用NaOA/Na_3PO_4黏弹性胶束压裂液微观结构与流变特性研究

采用电解质Na3PO4溶液诱导阴离子表面活性剂油酸钠(Na OA)形成蠕虫状胶束体系。利用冷冻断裂蚀刻透射电子显微镜技术(FF-TEM)和流变学方法,研究了Na3PO4在不同质量分数条件下诱导Na OA形成胶束体系的微观结构、流变特性、破胶行为以及重复利用等性能。通过对体系动态模量、剪切黏度、复合黏度等物理量的测量分析,发现该胶束体系在较宽的频率范围内呈现蠕虫状网状结构和优良的黏弹性能。通过内相破胶剂研究了该体系的破胶行为,并结合流变特性测试,证实了该胶束体系具有重复利用的可行性。与目前已成熟应用的羟丙基瓜胶(HPG)压裂液冻胶及其破胶液微观FF-TEM对比分析显示,Na OA/Na3PO4黏弹性胶束体系具有清晰的网状结构,在温和条件下能够实现和HPG经强氧化破胶后相当的破胶效果。上述结果表明Na OA/Na3PO4黏弹性胶束体系能够作为可重复利用清洁压裂液体系,应用前景广阔。     

复合型清洁压裂液的性能评价

运用RS300型流变仪对以铵盐阳离子、磺酸盐阴离子表面活性剂及助剂为原料配制的新型清洁压裂液进行流变能评价。结果表明:该压裂液的流体类型属于假塑性非牛顿流体。在170s-1,90℃下,体系表观黏度仍可以达到85.63mPa·s,随着剪切速率降低,黏度可以恢复。比值约为15.3,具有较高弹性。对压裂液在25~300s~(-1)范围内来回剪切,结果发现,滞回曲线并未重合,证明具有触变性。流变性测试可知,该压裂液体系同时具有剪切稀释性及剪切恢复性,是一种低黏高弹的中低温清洁压裂液,放置时间长达5个月。     

一种新型超分子复合压裂液的性能研究

开发出一种新型蠕虫状胶束与缔合聚丙烯酰胺共聚物的超分子结构压裂液体系,研究了耐温耐剪切性、剪切回复性、黏弹性、破胶性、悬砂性以及对支撑剂的导流性能。该复合压裂液(1%黏弹性表面活性剂VES-M+0.15%共聚物VES-G)在100 s-1、90℃下剪切120 min后的黏度为60 m Pa·s,流变性较好。剪切速率从40 s-1增至1000 s-1再恢复到40 s-1,压裂液黏度迅速降低并快速恢复,抗剪切性较好。60℃下的频率扫描结果表明,从0.1rad/s的低频到100 rad/s的高频,压裂液储能模量均大于损耗模量,黏弹性较好。80℃时单颗粒陶粒在不同水配制的压裂液中的沉降速率为0.038数0.054 mm/s,悬砂性较好。加入0.3%氧化类破胶剂30 min后的破胶液黏度为4m Pa·s,表面张力为27.6 m N/m,破胶后残渣为10 mg/L。其导流能力保持率为90%,导流性较好。     

纳米变黏滑溜水黏弹携砂机理与渗吸性能

纳米变黏滑溜水作为一种具有良好携砂性能和渗吸置换作用的新型压裂液体系,已成功应用于长庆油田页岩油体积压裂施工,现场试验结果表明其具有良好的携砂性能以及增产效果,40 %砂比条件下加砂过程压力平稳,压裂施工完成后单井日产油量可达11.31 t,但其携砂机理与渗吸性能尚不明确。因此对现场使用浓度的纳米变黏滑溜水与常规EM30S可交联滑溜水体系进行室内实验研究,通过动态携砂运移、透射电镜（TEM）、流变性能评价以及储层温压条件下的带压渗吸等实验方法,揭示了纳米变黏滑溜水的携砂机理并评价了其渗吸性能。实验结果表明,滑溜水弹性模量与黏性模量的交点值反映了滑溜水溶液的携砂性能,交点值越小,其弹性携砂性能越强;相同黏度下的纳米变黏滑溜水CNI体系黏弹模量交点值仅为0.0741 Hz,远低于现场用滑溜水EM30S的0.181 Hz,致使其静态和动态弹性携砂性能远高于EM30S;电镜结果表明纳米乳液与变黏滑溜水存在强化缔合结构是滑溜水的弹性携砂性能增强的主要原因。此外,带压渗吸实验结果显示,纳米变黏滑溜水具有良好的渗吸置换性能,能够置换出页岩纳米孔隙中的原油,整体采收率可达36 %;其中,不同孔隙类型的采收率排序依次为:介孔>微孔>宏孔。      

超高分子量缔合聚合物溶液的流变特征及微观结构研究

超高分子量缔合聚合物比普通缔合聚合物具有更高的分子量和更小的缔合度,因此具有不同的增黏性、黏弹性和微观结构。选择了相对分子量500万的普通缔合聚合物和相对分子量1 900万的超高分子量缔合聚合物溶液,通过渗流黏度测试装置和安东帕流变仪对其进行了渗流黏度、黏弹性测试。结果表明,超高分子量缔合聚合物通过自身的高分子量和分子链间相互缔合的协同作用,在多孔介质渗流中能形成更高的渗流黏度,在稳态剪切条件下具有更高的威森伯格数;通过冷冻蚀刻扫描电镜对超高分子量缔合聚合物溶液的微观结构观测表明,相对于普通缔合聚合物,超高分子量缔合聚合物溶液链与链间能形成更加紧密的网状结构;驱油实验研究表明,超高分子量缔合聚合物具有比普通缔合聚合物更好的驱油性能。     

粘弹性表面活性剂胶束体系及其流变特性

综述了粘弹性表面活性剂胶束体系及其流变特性，论题如下。①组成与微观结构，包括粘弹性表面活性剂压裂液简介。②流变学特性：胶束链长及其影响因素；胶束粘弹性动态特征；粘弹性胶束的松弛时间；粘弹性胶束的零剪切粘度；胶束压裂液的剪切流变行为。③微观结构和物化性能研究方法。图2表1参13。     

纳米TiO2改性MES黏弹性胶束溶液的性能

 以可生物降解表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)为原料,借助纳米TiO₂与MES胶束的拟交联作用改善MES黏弹性胶束溶液的耐温性与降滤失性,并采用流变测试方法优化了纳米TiO₂改性MES黏弹性胶束溶液各组分的质量分数,考察了纳米TiO₂对MES黏弹性胶束溶液热稳定性、降滤失性、悬砂性、破胶性能以及岩心渗透率的影响,分析了纳米TiO₂对MES黏弹性胶束溶液耐温性与降滤失性的影响机制。结果表明,纳米TiO2改性MES黏弹性胶束溶液的热稳定性明显增强,在70℃、170s?1条件下,其表观黏度达50mPa?s;支撑剂沉降速率明显降低,幅度达30%以上;通过纳米TiO2对MES胶束的拟交联作用,较大幅度地提高了MES胶束溶液的高温降滤失性能,且不影响MES清洁压裂液的破胶性能;纳米TiO₂改性MES黏弹性胶束溶液的破胶滤液对地层伤害小,岩心渗透率恢复率约为85%。     

埃洛石纳米硅铝管(HNTs)的结构和物理性能

运用SAXS、XRD、TEM、BET、TGA、FT-IR和NH₃-TPD表征手段深入研究了中国产的埃洛石纳米硅铝管(HNTs)的结构和物理性能。分别考察了焙烧温度和酸碱水热处理对HNTs纳米管结构的影响,研究了HNTs纳米管材料的质量损失和酸性位性质。结果表明,采用小角度散射表征(SAXS)计算的HNTs纳米管的孔径与TEM表征基本一致,孔径约为20~30 nm; HNTs具有良好的热稳定性和较好的耐酸碱性;在400~550℃温度范围内,HNTs失去羟基缩合产生的化学水; HNTs既具有中强酸性位又具有强酸性位。     

粘弹性表面活性剂压裂液的化学和流变学原理

综述。前言讲述了压裂液发展史及粘弹性表面活性剂（VES）压裂液的产生。微观结构原理一节讲述了表面活性剂肢束的各种形态、可形成蠕虫状肢束的各类表面活性刺，尤其是美国Schlumberger公司的ClearFrac压裂液中使用的由芥酸合成的季铵盐类。稠化原理一节给出了蠕虫状肢束数量C（L）和平均长度艺表达式，讨论了表面活性剂体积分数、温度、肢束分离能对L的影响，图示了VES压裂液稠化过程。破肢原理一节介绍了烃等油类和亲油物质在蠕虫状胶束内增溶，引起VES压裂液破肢的过程。图3参15。     

碳纳米管负载非晶态NiP合金的催化性能

以碳纳米管(CNTs)为载体,用诱导-化学还原法制备了负载型非晶态 NiP 合金(NiP/CNTs)催化剂,并在相同条件下制备了非负载型非晶态 NiP 合金催化剂。用透射电子显微镜、X 射线衍射、等离子体发射光谱、低温氮吸附、X 射线光电子能谱和氢-程序升温脱附方法对这两种催化剂进行了表征。表征结果显示,NiP 合金和 NiP/CNTs 催化剂均具有非晶态结构;CNTs 的分散作用有效防止了 NiP 合金晶粒的团聚;NiP/CNTs 催化剂中的 CNTs 能将部分电子转移到 Ni 上,形成富电子 Ni;富电子 Ni 上形成的 Ni—H吸附键较弱。苯加氢实验结果表明,NiP/CNTs 催化剂的苯加氢活性较 NiP 合金催化剂低,但前者的比活性高,这与CNTs 载体的分散作用、CNTs 载体对 NiP 的给电子作用以及 CNTs 载体的贮氢性能有关。     

聚乙烯醇水溶液对多壁碳纳米管分散性的研究

采用超声波辅助溶液共混的方法,将多壁碳纳米管(MWNTs)分散在聚乙烯醇(PVA)溶液中,制备了MWNTs/PVA混合悬浮液.通过紫外可见分光光度计、电导率的变化和傅里叶红外光谱等对悬浮液的稳定性进行表征.结果表明,PVA对MWNTs强烈的包覆作用改善了MWNTs在PVA水溶液中的分散性,质量分数为0.5%的PVA水溶...     

甲烷部分氧化制合成气中副产纳米碳管的研究

研究了甲烷部分氧化制合成气过程中生成的碳,对其做了TEM、XRD和Raman光谱测试,分析得知产物中含有大量多壁纳米碳管。为了研究其生成的原因,去掉催化剂,在相同的装置和反应条件下,甲烷和氧气或以合成气为原料进行反应,结果发现,以甲烷和氧气为原料气时无碳生成,而用合成气为原料,进行反应时,反应后可得到大量碳。对产物碳做了TEM、XRD和Raman光谱测试,结果表明为多壁纳米碳管,由此推测,甲烷部分氧化过程中生成的纳米碳管是由一氧化碳歧化生成,反应装置中的控温热电偶可能起催化剂的作用。氢气在一氧化碳歧化制备纳米碳管的过程中起着很重要的作用。     

紫外老化对沥青流变性能的影响

This paper simulated the ultraviolet aging process of asphalt and used dynamic mechanic analysis （DMA） method to evaluate the effect of ultraviolet aging on the asphalt theological properties. After having experienced ultravio- let aging, the low temperature performance of asphalt binder decreased significantly, with its complex modulus increased and phase angle decreased along with changing rheological properties as compared to the performance of original asphalt binder. The ultraviolet aging process would make asphalt binder more sensitive to brittle and fatigue failure. On the basis of the time-temperature superposition principle （TTSP）, the viscoelastic transition frequency （coT） is proposed to evaluate the effect of ultraviolet aging. It is found that with the increase in ultraviolet aging time, the cox moves to the lower frequency range gradually. Since the viscoelastic transition frequency is sensitive to the effect of aging, it can be used as an indicator of ultraviolet aging.     

The Effect of Multi-walled Carbon Nanotubes on Solubility of Methane in Water

In this research, the effects of multi-walled carbon nanotubes (NTs) on dissolution of methane in water have been investigated. The tests were performed in a 370 CC vessel at pressures 3 and 5 bar and temperatures of 1–5°C. The solution volume was 300 CC. For any solution data of vessel pressure versus time and the total absorption capacity were collected. NTs were dispersed in water by using the sodium dodecyl sulfate (SDS) solution with a concentration of 1 wt% and applying ultrasonic agitation for 25 min. Utilization of 0.1 wt% SDS at a pressure of 3 bar reduced the dissolution capacity, while at the pressure of 5 bar a negligible increase was observed. Dissolution capacity increased up to 5.26% by using of NT along with SDS at the pressure of 5 bar and low temperatures. Utilization of SDS, NT, and their mixtures improved the pressure reduction slope of methane at low temperatures.     

用程序升温氧化技术研究碳纳米管氧化动力学

采取程序升温氧化(TPO)技术表征了提纯的碳纳米管,理论上推导了采用TPO谱图求取碳纳米管氧化动力学方程的关系式;求得了不同碳纳米管的氧化动力学方程参数,其线性拟合曲线的相关系数均在0.99以上。实验结果发现,王水提纯的碳纳米管氧化活化能为309.3kJ/m ol,稍大于活性炭的氧化活化能294.3kJ/m ol,而经甲烷化提纯处理的碳纳米管氧化活化能最大,达到444.5kJ/m ol,表明碳纳米管的氧化稳定性不断增强,这与TPO谱图的分析结果一致。利用TPO技术求得氧化动力学的方法方便、灵敏、快速,其表达式具有普适性。